bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học thpt chuyên đề ĐỒNG PHÂN hợp CHẤT hữu cơ

NG PHN HP CHT HU C M U Trong húa hc hu c phn ng phõn ca hp cht hu c cú vai trũ quan trng vic nghiờn cu tớnh cht húa hc v s chuyn húa gia cỏc hp cht hu c õy l kin thc nn thuc phn i cng hp cht hu c Cú kin thc tt phn ny hc sinh mi cú kh nng tip thu c cỏc kin thc c bn v chuyờn sõu ca húa hc hu c Do ú cn trang b cho hc sinh nhng kin thc v ng phõn hp cht hu c bao gm: cỏch biu din cụng thc cu trỳc; mt s loi ng phõn lp th; cỏch chuyn cỏc cụng thc cu trỳc T ú cung cp cho hc sinh t v hng ca phn ng húa hc, v tớnh bn ca cỏc hp cht hu c Vy vic nghiờn cu v ging dy cỏc v ng phõn cho hc sinh cú mt vai trũ rt quan trng Chớnh vỡ vy chỳng tụi la chn chuyờn : ng phõn hp cht hu c A Lí THUYT I CC CễNG THC BIU DIN CU TRC KHễNG GIAN CA PHN T Cụng thc t din Cu trỳc phõn t c mụ t bng mt hỡnh t din ú nguyờn t C tõm t din v bn liờn kt cng hoỏ tr ca nguyờn t C hng v bn nh ca t din (nột thng nm trờn mt phng giy; nột m phớa trc mt phng giy, hng v phớa ngi quan sỏt v nột ri phớa sau mt phng giy, xa ngi quan sỏt) d a d c b a d c hay a b b c Công thức tứ diện Cụng thc Fisher é biu din cu trỳc lp th ca phõn t trờn khụng gian hai chiu, ngi ta dựng cụng thc Fisher, cụng thc ny c hỡnh thnh bng cỏch chiu cụng thc lp th lờn mt phng tuõn theo cỏc quy tc: - Nguyờn t C nm trờn mt phng giy - Cỏc liờn kt ca nguyờn t C hng phớa trc mt phng giy c xp nm ngang, cỏc liờn kt ca nguyờn t C hng phớa sau mt phng giy c xp thng ng (thung l mch cacbon chớnh ca phõn t) - éc phộp quay phõn t mt gúc 180 o, khụng c phộp quay 90o hoc 270o, khụng c phộp thay i v trớ ca hai nhúm th d d d hay a c a b b a c b c Công thức tứ diện Công thức Fisher d d a b a b a b a b c c Công thức tứ diện Công thức Fisher Cụng thc phi cnh Cụng thc phi cnh biu din s phõn b cỏc nhúm th hai trung tõm cacbon ó chn, liờn kt gia hai nguyờn t cacbon ny hng theo ng chộo t trỏi sang phi v xa dn ngi quan sỏt b b a d a b a b a d d a b a b c Công thức Fisher c Phối cảnh che khuất c Phối cảnh xen kẽ Cụng thc Newman Cụng thc Newman c xõy dng da trờn cụng thc phi cnh Khi nhỡn phõn t dc theo trc liờn kt cacbon-cacbon, cỏc nguyờn t cacbon che khut Nguyờn t cacbon phớa sau, b che khut c biu din bng mt vũng trũn; nguyờn t cacbon phớa trc khụng b che khut biu din bng du chm ca vũng trũn b a d a b a a b b c d c Phối cảnh che khuất Newman b a a d b c Phối cảnh xen kẽ II b a b a d c Newman éNG PHN LP TH éng phõn lp th l loi ng phõn gõy s phõn b khụng gian khỏc ca cỏc nhúm th so vi mt phng c nh, mt tõm c nh hay mt liờn kt c nh éng phõn lp th gm ba loi l ng phõn hỡnh hc (hay cũn gi l ng phõn cis-trans), ng phõn quang hc v ng phõn cu dng éNG PHN HèNH HC éng phõn hỡnh hc l loi ng phõn lp th ú cỏc cht ng phõn khỏc v v trớ khụng gian ca cỏc nhúm th so vi mt phng c nh (thng l mt phng to bi liờn kt liờn kt ụi hoc l mt phng vũng nu cỏc cht cú cu to vũng) Ngi ta s dng cỏc h thng tip u ng cis-trans hoc Z-E gi tờn cỏc ng phõn hỡnh hc H thng kớ hiu cis-trans ỏp dng tt cho cỏc ng phõn hỡnh hc cú dng abC=Cab hoc abC=Cac ng phõn cú cỏc nhúm th ging cựng mt phớa so vi mt phng c nh thỡ c gi l dng cis- cũn khỏc phớa thỡ ng phõn c gi l dng trans- Khi cỏc ng phõn cú dng abC=Ccd thỡ s khỏc gia cỏc ng phõn cis- v transkhụng cũn rừ rng na nờn ngi ta dựng h thng Z-E Trong h thng ny cỏc nhúm th ln (xột trờn hn cp) cựng phớa ca mt phng so sỏnh to thnh cu hỡnh Z (t ting éc Zusammen cú ngha l cựng nhau) v cỏc nhúm th ln khỏc phớa ca mt phng so sỏnh to thnh cu hỡnh E (t ting éc Entgegen cú ngha l khỏc nhau), (nhúm th hn cp s in tớch ht nhõn Z ca nguyờn t liờn kt vi C* ln hn, Z ca nguyờn t u tiờn bng thỡ xột tip lp th 2, v mi liờn kt ụi c coi bng liờn kt n, liờn kt ba bng liờn kt n) a a a b b b a b dạng cis- dạng trans- a c a d b dạng Z- d c b (a>b c>d) dạng E- éiu kin mt phõn t cú ng phõn hỡnh hc l phõn t ú phi cú cha liờn kt ụi hoc cú cu to vũng (iu kin cn), ng thi hai nhúm th trờn mi cacbon ca liờn kt ụi hay hai nhúm th trờn ớt nht hai nguyờn t cacbon ca vũng phi khỏc (iu kin ) Vớ d cỏc hp cht nh buten-2 (CH3-CH=CH-CH3) hay 1,2-dimetylxyclopropan cú xut hin cỏc ng phõn hỡnh hc H3C C H H3C CH3 H C C C H CH3 trans-buten-2 H cis-buten-2 CH3 H3C H H cis-1,2-dimetylxiclopropan H H3C H CH3 trans-1,2-dimetylxiclopropan Hp cht cú cha liờn kt ụi khụng liờn tip (tho iu kin ) s to c ng phõn hỡnh hc Tuy nhiờn nu cu trỳc phõn t l i xng, s ng phõn hỡnh hc s ớt hn Vớ d nh 1-clopentadien-1,3 (CH3-CH=CH-CH=CH-Cl) cú ng phõn hỡnh hc H H3C H C C H3C H C Cl C H C H C H cis,cis-1-clopentadien-1,3 H C H C Cl trans,trans-1-clopentadien-1,3 H3C H H C C H C Cl C H H3C C C H C C H Cl cis,trans-1-clopentadien-1,3 H H trans,cis-1-clopentadien-1,3 Cỏc hp cht cha s chn liờn ụi liờn tip (loi allen) khụng cú ng phõn hỡnh hc vỡ cỏc nhúm th khụng ng phng, cũn cỏc hp cht cú s l liờn kt ụi liờn tip (v tho iu kin ) thỡ cú ng phõn hỡnh hc i vi loi hp cht andoxim, xetoxim khụng i xng, hidrazon, hp cht azo cú liờn kt C=N hoc N=N cng cú ng phõn hỡnh hc nhng c kớ hiu bng h thng syn-anti H OH C H C N N C6H5 C6H5 syn OH anti Cỏc ng phõn hỡnh hc khỏc v momen lng cc, bn v mt s tớnh cht vt lý hay húa hc : Cỏc ng phõn trans- thng bn vng hn so vi cỏc ng phõn cis- ng phõn trans- khong cỏch gia cỏc nhúm th ln hn nờn th nng tng tỏc nh hn Cỏc ng phõn trans- thng cú nhit núng chy cao hn so vi cỏc ng phõn cisdo ng phõn trans- cú tớnh i xng cao hn, mng tinh th ca chỳng xp xp c khớt hn Nhit sụi ca cỏc ng phõn hỡnh hc li khụng ph thuc vo cu hỡnh ca chỳng m ph thuc vo momen lng cc phõn t éNG PHN QUANG HC éng phõn quang hc l loi ng phõn lp th ú cỏc cht ng phõn khỏc v v trớ khụng gian ca cỏc nhúm th so vi mt trung tõm bt i Khi phõn t tn ti mt trung tõm bt i thỡ phõn t ú v nh ca nú qua mt gng phng hon ton khụng th th trựng khớt lờn nhau, ngi ta gi chỳng l cỏc ng phõn i quang hay ng phõn enan (enantiomer) Trung tõm bt i phõn t thng gp l nguyờn t cacbon liờn kt vi bn nhúm th khỏc (thng c gi tng i l nguyờn t cacbon bt i v kớ hiu l C*) Vớ d phõn t axit lactic, nguyờn t cacbon to bn liờn kt vi cỏc nguyờn t v nhúm nguyờn t khỏc nhau, phõn t hon ton mt tớnh i xng, nguyờn t cacbon tr thnh mt trung tõm bt i v nh vy axit lactic cú kh nng to mt cp ng phõn i quang (xem hỡnh 1a, 1b) COOH COOH CH3 H HO hay H3C H COOH COOH HO H H OH OH CH3 CH3 Hình 1a Hình 1b Trong trng hp phõn t cú n nguyờn t cacbon bt i thỡ chỳng cú th cú n ng phõn quang hc, ú cú 2n/2 cp i quang Cỏc ng phõn quang hc khụng phi l i quang ca c gi l ng phõn quang hc khụng i quang hay ng phõn dia (diastereomer) Vớ d phõn t 2-clo-3-iotbutan (CH3-C*HCl-C*HI-CH3) cú hai nguyờn t cacbon bt i nờn cú bn ng phõn quang hc, ú (I) v (II), (III) v (IV) l cỏc ng phõn enan, cũn (I) v (III), (I) v (IV), (II) v (III), (II) v (IV) li l cỏc ng phõn dia (xem hỡnh 2) CH3 CH3 H Cl H I CH3 CH3 Cl H Cl H H Cl I H H I I H CH3 CH3 (I) (II) CH3 Hình (III) CH3 (IV) Cỏc ng phõn i quang khụng khỏc v cu to hoỏ hc (trt t liờn kt gia cỏc nguyờn t phõn t), nờn hu nh khụng khỏc v tớnh cht vt lý hay hoỏ hc Chỳng ch khỏc v mt s tỏc dng sinh lý v quan trng hn c l chỳng khỏc v tớnh quang hot Khi cho ỏnh sỏng phõn cc (cỏc bc x in t ch dao ng mt mt phng) qua cỏc hp cht thụng thng thỡ mt phng dao ng khụng thay i, nhng i qua cỏc ng phõn quang hc thỡ quan sỏt thy mt phng dao ng b quay i mt gúc qs (vỡ nguyờn nhõn ny cỏc cht ng phõn quang hc cũn c gi l cht hot ng quang hc hay cht quang hot) Gúc quay cc ca mi ng phõn quang hc ph thuc vo nhit (t oC) v di súng ca bc x (), chiu di ng mu v nng ca dung dch kho sỏt Giỏ tr gúc quay cc ca mt cht ng vi mt di súng xỏc nh v nhit khụng i ng vi chiu di ng o bng 1dm v nng cht phõn tớch bng 1g/ml s cú mt tr s nht nh c gi l quay cc riờng hay nng sut quay cc [ ]t , [] t = qs l.c (Trong ú qs () l gúc quay quan sỏt c, l (dm) l chiu di ca ng mu v c (g/ml) l nng ca dung dch Vi cht lng nguyờn cht thỡ nng c c thay bng t trng d) Nng sut quay cc ca mt hn hp ca hai cht ng phõn quang hc c xỏc nh theo cụng thc: = %x1.( 1) + %x2.( 2) Hai cht i quang cú tr s nng sut quay cc bng nhau, nhng du ca tr s ngc chiu quay l ngc (qui c du (+) cho s quay phi - thun chiu kim ng h v du (-) cho s quay trỏi - ngc chiu kim ng h) Hn hp ng phõn t ca hai cht ng phõn i quang c gi l mt hn hp raxemic (raxemat) Hn hp raxemic cú nng sut quay cc bng khụng s trit tiờu ln ca hai dng () (cú gúc quay cc riờng ca tng cu t : Vớ d nh cp i quang ca axit tactric HOOC-CHOH-CHOH-COOH cú nng sut o o 20 quay cc ca dng axit (+)-tactric l [ ] 20 D = +12 v dng axit (-)-tactric l [ ] D = -12 Cũn axit ()-tactric cú [ ] 20 D =0 S trit tiờu nng sut quay cc ( [ ]t = ) cng din mt phõn t phõn t ú cú hai trung tõm bt i hon ton i xng vi (hai trung tõm ny s cú cu hỡnh ngc v gúc quay cc s bng v tr s nhng ngc du) Cỏc phõn t nh vy khụng cú ng phõn i quang v c gi l nhng ng phõn mezo S xut hin ca ng phõn mezo lm gim s ng phõn quang hc ca mt phõn t cú nhiu trung tõm bt i Vớ d phõn t axit tactric HOOC-C*HOH-C*HOH-COOH cú hai nguyờn t cacbon bt i nhng ch cú ba ng phõn, ú gm hai ng phõn i quang (I) v (II) v mt ng phõn mezo (III) (xem hỡnh 3) COOH COOH H OH HO H HO H COOH (I) (dạng threoz) COOH H H OH HO H OH H OH HO H COOH (II) COOH COOH Hình COOH (III) (dạng erythroz) (IV) é gi tờn cỏc ng phõn quang hc ngi ta cú th s dng cỏc h thng danh phỏp: - Danh phỏp (+), (-) : Du (+) c t trc ng phõn lm quay mt phng dao ng ca ỏnh sỏng phõn cc sang phi v du (-) c t trc ng phõn lm quay mt phng dao ng ca ỏnh sỏng phõn cc sang trỏi - Danh phỏp D, L : Cu hỡnh ca cỏc ng phõn quang hc c so sỏnh vi cu hỡnh cụng thc Fisher ca D-glixerandehit v L-glixerandehit Khi nhúm th trờn cacbon bt i phớa bờn trỏi thi thờm tip v ng L (t Latinh laevus l "trỏi"), cũn bờn phi thờm tip v ng D (t Latinh dexter l "phi") (xem hỡnh 4,5) CHO CHO HO H H COOH OH HO CH2OH CH2OH L-glixerandehit D-glixerandehit Hình COOH H H OH CH3 CH3 Axit L-lactic Axit D-lactic Hình - Danh phỏp erythroz v threoz : Trong phõn t cú hai nguyờn t cacbon bt i, cỏc nhúm th ging cựng phớa (trong cụng thc Fisher) thỡ thờm tip u ng erythroz, khỏc phớa thờm tip u ng threoz (xem hỡnh 3) - Danh phỏp R, S : i vi cu hỡnh c biu din bng cụng thc t din thỡ vic u tiờn l xp cỏc nhúm th trờn C* theo trt t hn cp : a > b > c > d, sau ú quan sỏt phõn t theo hng C* d, nu trt t t a b c thun chiu kim ng h thờm tip u ng R v nu ngc chiu kim ng h thờm tip u ng S i vi cu hỡnh c biu din bng cụng thc Fisher thỡ xp cỏc nhúm th trờn C* theo trt t hn cp : a > b > c > d ét d nm ngang, trt t t a b c thun chiu kim ng h thờm tip u ng S, nu ngc chiu kim ng h thờm tip u ng R Vớ d cỏc nhúm th phõn t glixerandehit CH 2OH-CH(NH2)-CHO c sp xp hn cp nh di õy v ta cú tờn gi tng ng (xem hỡnh 6a, 6b) -OH > -CH=O > CH2OH > (8+2) -H (8ì2+1) CHO H HO H CH2OH (R)-glixerandehit CHO CHO HOH2C HO CHO H H OH OH (S)-glixerandehit CH2OH (S)-glixerandehit CH2OH (R)-glixerandehit éNG PHN CU DNG éng phõn cu dng l loi ng phõn lp th ú cỏc cht ng phõn khỏc v v trớ khụng gian ca cỏc nhúm th s quay t ca cỏc nhúm th quanh mt liờn kt n S quay t ca cỏc nhúm th xung quanh mt liờn kt n khụng lm thay i c tớnh ca cỏc obitan liờn kt vy cú th to vụ s cu dng khỏc v v trớ tng h ca cỏc nhúm th Gia cỏc cu dng ca mt phõn t li luụn tn ti mt cõn bng vy hu ht trng hp l khụng th tỏch riờng cỏc cu dng ny Vớ d phõn t etan CH3-CH3 cú th to vụ s cu dng s quay t ca cỏc nguyờn t H xung quanh liờn kt n C-C, ú in hỡnh cu dng che khut v xen k c trỡnh by hỡnh di õy: H H H H H Phối cảnh H H H H Newman H H H H H H H H H H H H H H H cấu dạng che khuất cấu dạng xen kẽ Hình Cỏc cu dng ca cỏc ca phõn t cú bn khỏc nhau: éi vi hp cht no mch h bn ca mt cu dng ph thuc vo tng tỏc tnh in gia cỏc nhúm th cng nh nh hng khụng gian ca cỏc nhúm ny Thụng thng khong cỏch gia cỏc nhúm th cng ln thỡ tng tỏc y tnh in gia cỏc nhúm th ging hoc tng t cng nh nh hng khụng gian tr nờn yu (th nng nh) lm cho cu dng s cng bn Vỡ vy, trng hp chung, dng xen k bn hn so vi dng che khut, cỏc dng xen k thỡ dng anti (cỏc nhúm th ln v trớ i nhau) bn hn dng syn (cỏc nhúm th ln v trớ k nhau) Vớ d i vi phõn t n-butan CH 3-CH2-CH2-CH3 thỡ cu dng bn nht l dng anti, dng syn kộm bn hn v dng che khut kộm bn nht (xem hỡnh 8) H H H H H CH CH3 H H CH3 che khuất toàn phần H H H CH3 CH3 H CH3H xen kẽ kề (syn) che khuất phần H CH3 H H H CH3 xen kẽ đối (anti) Hình Tuy nhiờn mt s trng hp khụng tuõn ỳng kt lun trờn Chng hn nh cỏc phõn t dng X-CH2-CH2-Y, ú cỏc nhúm th X, Y tng i nh v cú th to tng tỏc hỳt gia cỏc lng cc C-halogen v C-CH hoc to c liờn kt hidro vi thỡ dng syn li bn hn so vi dng anti Do dng syn tng tỏc hỳt gia cỏc nhúm th mnh hn lc y gia chỳng Vớ d nh phõn t etilenglicol CH 2OH-CH2OH thỡ dng syn (hỡnh 9a) bn hn dng anti (hỡnh 9b) H O OH H OH H H H H H H H OH (a) (b) Hình éi vi hp cht cha no mch h dng CH3-X=Y, xut hiu ng liờn hp - m cu dng bn nht s ng vi v trớ che khut gia liờn kt C-H v X=Y Cũn i vi cỏc hp cht cú dng CH 3-CH2-X=Y xut hin lc hỳt tnh in gia cỏc lng cc C-CH3 v C=O m cu dng bn nht s ng vi v trớ che khut gia liờn kt CCH3 v C=O Trong cỏc hp cht cú h liờn hp , nu ch xut hin lc y gia cỏc nhúm ging thỡ dng S-tr ans bn hn so vi S-cis, cũn nu cú lc hỳt tnh in th ỡ S-cis s bn hn S-trans Vớ d cỏc hp cht nh propen CH 3-CH=CH2, propanal CH3-CH=O, cú cu dng u tiờn nh hỡnh 10 di õy: HO H CH2 H H H H H H Hình 10 éi vi hp cht no mch vũng bn ca mt cu dng chu cỏc tng tỏc : - Sc cng Baeyer: Cỏc nguyờn t cacbon no trng thỏi lai hoỏ sp vi gúc lai hoỏ bng 109o28' nờn gúc liờn kt cng gn vi gúc lai hoỏ thỡ phõn t cng bn - Lc y Pitz: Khi cỏc liờn kt C-H v trớ che khut, tng tỏc y gia chỳng lm cho cu to tr nờn kộm bn H qu ca cỏc tng tỏc ny l : - Cỏc vũng nh 3, cnh vi gúc liờn kt tng ng bng 60 o v 90o cú xu hng m n gúc lai hoỏ 109o28', lm gim s xen ph ca cỏc obitan nguyờn t (cỏc liờn kt cú dng qu chui nh hỡnh 11), liờn kt C-C ca cỏc vũng ny tr nờn kộm bn Vũng cnh cú cu to phng, nhng vũng cnh lc y Pitz ó tr nờn khụng phng - Cỏc vũng cnh tr lờn cú cng cú xu hng chuyn thnh cỏc cu dng khụng phng (vũng cnh cú cu dng cỏnh bm, vũng cnh cú cu dng phong th, vũng cnh cú cu dng gh hoc thuyn - xem hỡnh 11) Cỏc cu dng khụng phng cú gúc liờn kt gn vi gúc lai hoỏ v gim thiu lc y Pitz nờn cỏc liờn kt C-C ca vũng u bn ba cạnh phẳng bốn cạnh năm cạnh dạng cánh b ớm dạng phong th sáu cạnh dạng ghế sáu cạnh dạng thuyền Hình 11 - éi vi vũng cnh dng gh bn vng hn so vi dng thuyn, dng gh cỏc cp liờn kt C-C u v trớ xen k k (syn), ú dng thuyn ch cú cp v trớ syn so vi nhau, cũn hai cp v trớ che khut ton phn Trong mi cu dng u cú nhúm th v trớ liờn kt trc hay liờn kt axial (kớ hiu l a) v nhúm th v trớ liờn kt biờn hay liờn kt equatorial (kớ hiu l e) Thụng thng mi cu dng, nu cỏc nhúm th ln v trớ e nhiu hn thỡ cu dng s bn hn a1 a5 a3 e4 e5 4e e6 3 e2 e1 a6 a4 a2 phối cảnh dạng ghế Newman dạng ghế 4 2 Newman dạng thuyền phối cảnh dạng thuyền B BI TP Vit cụng thc tt c cỏc ng phõn hỡnh hc ca hp cht C 3H4BrCl v s dng danh phỏp Z-E gi tờn cỏc ng phõn hỡnh hc ú Sỏu cp ng phõn hỡnh hc : H3C H H3 C Br H3C H H3 C Cl Cl Br Cl H Br Cl Br H Z-2-clo-1-brompropen E-2-clo-1-brompropen Z-1-clo-2-brompropen E-1-clo-2-brompropen H3C Cl H3 C Br ClCH Br ClCH H H Br H Cl H H H Br Z-1-clo-1-brompropen E-1-clo-1-brompropen Z-3-clo-1-brompropen E-3-clo-1-brompropen BrCH2 Cl BrCH2 H Cl Br Br H H H Cl Cl Z-1-clo-3-brompropen E-1-clo-3-brompropen Z-1-clo-2-bromxyclopropan E-1-clo-2-bromxyclopropan S dng danh phỏp Z-E gi li tờn cỏc cht sau õy: CH3[CH2]5 (a) CH2COOH C H C H C2H5 CH3 CH3 COOH (b) CH3 O H (a) H Z-dec-3-enoic 10 CH3(CH2)5 C CH2COOH C H (b) H H 2E-6E-10Z-10,11-epoxi-3,7,11-trimetyltrideca-2,6-dienoic 13 CH3 H2C 11 CH3 Z 10 CH3 CH3 E6 E COOH O H H H Vit cụng thc tt c cỏc ng phõn cis-trans ca cỏc hp cht sau õy : (a) 1,2,3,4,5,6,- hexacloxyclohexan; (b) axit linoleic (octadeca-9,12-dienoic); (c) tetradecadien-6,8 v (d) octatrien-2,4,6 (a) 1,2,3,4,5,6,-hexacloxyclohexan: tỏm ng phõn Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl (b) Axit linoleic: bn ng phõn n-C8H17 C C (CH2)4-COOH n-C8H17 C T (CH2)4-COOH T n-C8H17 C (CH2)4-COOH T n-C8H17 T (CH2)4-COOH (c) tetradecadien-6,8: ba ng phõn n-C5H11 n-C5H11 T T T C C5H11-n n-C5H11 C C C5H11-n C5H11-n (d) octatrien-2,4,6 : sỏu ng phõn T T T T T T T C C C C C C C C T T C Mt ng phõn quay phi (+) ca mt hp cht cú gúc quay cc quan sỏt bng +1,72 o o vi nng 0,3 gam/15 mL, ng di dm Tớnh gúc quay cc riờng ca phõn t ny Gúc quan sỏt : = 1,72o; Nng 0,3 g/15 mL tng ng 0,02 g/mL; di ng quan sỏt dm Vy gúc quay cc riờng bng : 1,72 o (o ) [ ] = = 86 o g-1 mL-1 dm-1 T [] = , 02 g / mL ì , dm c (g / mL) ì l (dm) Mt ng phõn quay trỏi (-) ca mt hp cht cú gúc quay cc riờng bng -123 o Tớnh gúc quay cc quan sỏt ca mu ng phõn i quang nguyờn cht trờn nng 0,25 g/10 mL, o phõn cc k cú chiu di dm Gúc quay cc riờng [] = 123o; Nng 0,25 g/10 mL tng ng 0,025 g/mL; di ng phõn tớch 2,0 dm Vy gúc quay cc quan sỏt bng : T [] = (o ) = -123oì0,025 g/mL = -6,15o g-1 mL-1 dm-1 c (g / mL) ì l (dm) Mt ng phõn quay trỏi (-) ca mt hp cht cú gúc quay cc riờng bng -86 o o mt mu ng phõn ny ng di dm thỡ gúc quay cc quan sỏt c bng -4,3o Xỏc nh nng (g/mL) ca mu c o Gúc quay cc riờng [] = 86o; Gúc quay cc quan sỏt = -4.3o; di ng mu l = 2,0 dm Vy nng mu bng : T [] = 4,3o (o ) = 0,025 g / mL c= o c (g / mL) ì l (dm) 86 ì 2,0 dm Gúc quay cc riờng ca mt ng phõn i quang nguyờn cht bng +139 o g-1 mL-1 dm-1 Mt mu cha c hai dng ng phõn i quang ca cht ny cú gúc quay cc quan sỏt c bng +0.87o ng di dm v nng mu bng 0,025 g/mL Cho bit tinh khit quang hc (hm lng phn trm mi dng ng phõn) cú mu  Gúc quay cc quan sỏt = +0,87o; di ng phõn tớch l = 1,0 dm; Nng mu l 0,025 g/mL Vy mu ny cú gúc quay cc riờng biu kin bng []bk bk ( o ) + 0,87 o = = = +34,8 o g-1 mL-1 dm-1 c (g / mL) ì l (dm) 0,025 g / mL ì 1,0 dm Gúc quay cc riờng ca dng quay phi l [] = +139o; Gúc quay cc riờng ca dng quay trỏi l [] = -139o; Nu phn trm dng quay phi l x, thỡ phn trm dng quay trỏi l (1 x) Ta cú : x(+139o) + (1x)(-139o) = []bk = +34,8o x = 0,63 Vy hn hp ny cha 63% dng quay phi v 37% dng quay trỏi Hon thin cỏc cụng thc chiu Fisher di õy : (a) (b) (c) (d) Cụng thc chiu Fisher : (a) (b) (c) (d) Xỏc nh trung tõm bt i ca cỏc phõn t sau : (a) (b) (c) (d) (e) (f) S trung tõm bt i : (a) (b) (c) (d) (e) (f) 10 Xỏc nh cu hỡnh tuyt i cho mi trung tõm bt i ca cỏc nguyờn t di õy : (a) Axit tactaric (b) Limonen (c) 4-metyl-3-nitrohexan (d) metyloxiran (e) 1-iot-2metylcyclohexan (f) 2-brom-3-isopropoxy-4-metylpentan Cu hỡnh tuyt i ca cỏc phõn t : (a) Axit tactaric (b) Limonen (c) 4-metyl-3-nitrohexan (d) metyloxiran (e) 1-iot-2-metylcyclohexan (f) 2-brom-3-isopropoxy-4metylpentan 11 Cho bit cu trỳc sn phm thu c t phn ng gia cỏc cp cht di õy : Cu trỳc cỏc sn phm : (a) Phn ng cng trans-dibrom (b) Phn ng cng cis-dihidroxi (c) Phn ng cng trans (d) Phn ng cng cis (e) Phn ng cng trans-dibrom (f) Phn ng cng cis-dihidroxi (g) Phn ng cng trans (h) Phn ng cng cis (i) Phn ng cng trans-dibrom (j) Phn ng cng cis-dihidroxi (k) Phn ng cng trans (l) Phn ng cng cis 12 V cu dng bn nht cho cỏc hp cht sau õy : (a) etan, n-butan, 1,2-dicloetan (f) axit sucxinic (b) 2-clobutan; 1-clobutan (g) propen, propanal ; butanon (c) meso-2,3-dibrombutan; (h) propenal; butadien-1,3 D,L-2,3-dibrombutan (i) etylxyclohexan (j) 2-metylxyclohexanol; (d) 2-clo-1,1-dibrometan 3-metylxyclohexanol (e) etilenglicol, 2-metoxietanol Cỏc cu dng bn nht CH3 H H H (a) H H H H H H H H H CH3 H H Cl H CH3 Br CH3 Br Br H Br H H OH H H H H H (g) H H H (d) H H2C H C C O H H C CH2 H H CH3 H H H3C O H Cl Br H Br H3C O H H2C C H Cl H H H H Br OCH HO C2H5 H H H CH2 H H O H (f) H H O (e) H CH3 CH3 CH3 CH3 Cl Cl Br Cl H CH3 H (b) Cl (c) CH3 H OH C2H5 OH CH3 CH3 (g) 13 (a) V cỏc cu dng gh ca mi phõn t cis-1,3-dimetylxyclohexan (A) v trans-1,4- dimetylxyclohexan (A) v d oỏn cu dng no l bn hn (b) Ti chờnh lch nng lng gia hai cu dng gh ca (A) cao hn (B) ? (a) i vi (A) thỡ (I) bn hn (II), i vi B thỡ (III) bn hn (IV) CH3 CH3 CH3 CH3 (I) (II) CH3 CH3 CH3 (III) (IV) CH3 (b) (II) cú tng tỏc trc-1,3 lm tng nng lng lờn nhiu hn so vi (IV), nờn chờnh lc nng lng gia (I) v (II) cao hn (III) v (IV) 14 (a) V cỏc cu dng gh ca mi phõn t (A v B) di õy, t ú d oỏn cu dng no l bn nht (b) Biu din cụng thc Newman cho mi cu dng trờn (nhỡn theo cỏc trc liờn kt C5-C6 v C3-C2) CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 Cl Cl (A) (B) Vi A thỡ cu dng (III) bn hn (II), vi B thỡ cu dng (IV) bn hn (II) Trong cỏc cu dng thỡ cu dng (III) bn nht ớt tng tỏc trc nht (nhiu liờn kt biờn nht) CH3 CH3 CH3Me Cl CH3 Cl Me CH3 Cl CH3 Cl H3C Cl CH3 CH Cl (III) Me (II) CH3 Me Me CH3Me CH3 (I) CH3 CH3 CH3 Cl (IV) CH3 Me Me Cl 15 V cỏc cu trỳc dng gh cho cis-decalin v trans-decalin Dng no bn hn? Ti sao? Trans-decalin bn hn cis-decalin trans-decalin cỏc nhúm th ln ca mi vũng u v trớ biờn, cũn cis-decalin cú mt hai nhúm th ln ca mi vũng v trớ trc KT LUN Trờn õy l h thng lý thuyt v bi phn ng phõn hp cht hu c m chỳng tụi ó ỏp dng ging dy Nú tng i phự hp vi yờu cu v mc ớch ging dy, bi dng hc sinh khỏ, gii trng chuyờn chun b d thi hc sinh gii cỏc cp Nú cú th dựng lm ti liu hc cho hc sinh cỏc lp chuyờn Hoỏ hc v ti liu tham kho cho cỏc thy cụ giỏo ging dy v bi dng hc sinh gii Hoỏ hc bc THPT gúp phn nõng cao cht lng ging dy v hc mụn Hoỏ hc Tuy nhiờn, õy ch l mt phn rt nh chng trỡnh ụn luyn cho hc sinh chun b tham gia vo cỏc k thi hc sinh gii cỏc cp Vỡ vy, chỳng tụi rt mong cỏc Thy , Cụ ng nghip gúp ý kin cho chỳng tụi v chuyờn ny v cựng phỏt trin sang cỏc chuyờn khỏc hc trũ chuyờn Hoỏ ngy cng cú nhiu ti liu hc mt cỏch h thng hn  ... dng hc sinh khỏ, gii trng chuyờn chun b d thi hc sinh gii cỏc cp Nú cú th dựng lm ti liu hc cho hc sinh cỏc lp chuyờn Hoỏ hc v ti liu tham kho cho cỏc thy cụ giỏo ging dy v bi dng hc sinh gii... hc sinh gii Hoỏ hc bc THPT gúp phn nõng cao cht lng ging dy v hc mụn Hoỏ hc Tuy nhiờn, õy ch l mt phn rt nh chng trỡnh ụn luyn cho hc sinh chun b tham gia vo cỏc k thi hc sinh gii cỏc cp Vỡ vy,... nguyờn t phõn t), nờn hu nh khụng khỏc v tớnh cht vt lý hay hoỏ hc Chỳng ch khỏc v mt s tỏc dng sinh lý v quan trng hn c l chỳng khỏc v tớnh quang hot Khi cho ỏnh sỏng phõn cc (cỏc bc x in t ch